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本文从传统的发酵食品中筛选出一株安全、具有广谱抗菌活性的芽孢杆菌,并对其抗菌活性物质细菌素进行分析,为微生物天然生物防腐剂的开发以及在食品中的应用提供理论依据。研究的主要内容如下: 1.从样品中分离得到了一株具有抗菌活性高、抗菌谱广的芽孢杆菌,并对菌株和其代谢抗菌产物进行了鉴定。研究证实,分离出的R21-4具有广谱抗菌作用,对革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌、真菌都有一定的拮抗作用,特别是对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、蜡状芽孢杆菌抗菌作用较强。对分离出的芽孢杆菌R21-4进行形态及生理生化试验初步鉴定为枯草芽孢杆菌,其分泌代谢产生的抗菌物质主要是蛋白质类物质。 2.培养基的组成和培养条件对枯草芽孢杆菌R21-4的生长及细菌素的产生有很大的影响。通过大量试验,优化了R21-4的培养基和培养条件,结果表明,最佳的培养基和培养条件是:葡萄糖10g/L,蛋白胨20g/L,KH2PO41.Sg/L、MgSO4·7H2O 1.5g/L、NaCl 1.0g/L,初始pH 7.0,最佳培养温度为37℃,种龄在6h,接种量1%,装液量为培养基体积占三角瓶体积的1/5,最佳培养时间为21h。优化后的抗菌活性明显增强。 3.采用30%硫酸铵就能完全把发酵液中的细菌素全部沉淀,通过生物胶Bio-GelP-6层析发现细菌素被分离出两条抗菌蛋白峰,这表明R21-4产生的细菌素是由两种不同分子量的蛋白质组成的,通过Tricine-SDS-PAGE检测,只能检测到一条分子量相对较大的细菌素,分子量在8,570Da左右。对分离出的细菌素的性质研究表明,细菌素具有较好的热稳定性和酸碱稳定性,在温度80℃处理10min对活性没有影响,100℃处理10min活性仅损失13%,在pH3-10的范围内活性变化不大。经过有机溶剂处理后的细菌素活性有一定的丧失。经过蛋白酶处理后细菌素的抗菌活性损失较大。细菌素对蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)、大肠杆菌(E.coli)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)的抗菌效价分别达到32、8、8,其抗菌作用显著,具有广谱的抗菌作用。 4.考察了R21-4产生的细菌素用有机溶剂萃取制备的方法及其在食品中的防腐效果,结果表明,细菌素在消毒鲜牛奶的保藏中具有明显的防腐效果,样品添加细菌素在37℃保存24h-48h后与对照相比细菌总数相差3-5个数量级,防腐效果显著。